ANALISIS KINERJA FILTER DIGITAL INFINITE IMPULSE RESPONE (IIR) PADA SINYAL SIMULASI BER-NOISE
ABSTRACT
DIGITAL FILTER PERFORMANCE ANALYSIS OF INFINITE IMPULSE
RESPONE (IIR) IN SIGNAL NOISE SIMULATION
By
RIJAL AMAT WAHYUDIN
It has been done The research of The Digital Filter Performance Analysis of Infinte Impulse
Response (IIR) in Signal Noise Simulation using the prototype Butterworth filter, and
Chebyshev2 Chebyshev1 with the method of Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass
Filter and Band Stop Filter. The software used in this research is Matlab 7.8 on Windows XP
operating system.
In this research we can conclude that the design of the filter determines performance of a digital
filter through some of the methods used are Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter
and Band Stop Filter as it affects the output of the expected output signal. Filter order and cutoff
frequency have a significant influence on the individual needs of each of the desired signal
frequency. If the filter order is too low or too high, so the output filtering is not good. While the
cut-off frequency gives instructions for restrictions on any filtering is done so that the frequency
of the desired filtering fulfilled. Butterworth filtering prototype has good performance. From any
filtering done butterworth filter magnitude response has a smooth line (smooth) at each signal
frequency passed and muted. These are different from output filtering on chebyshev1 filters and
each filter chebyshev2 still have wrinkles on the frequency signal is passed or at the signal
frequency is muted.
Keywords : Filter Digital,Butterworth, Chebyshev,Low Pass Filter, High Pass Filter, Band
Pass Filter, Band Stop Filter.
ABSTRAK
ANALISIS KINERJA FILTER DIGITAL INFINITE IMPULSE
RESPONE (IIR) PADA SINYAL SIMULASI BER-NOISE
Oleh
RIJAL AMAT WAHYUDIN
Telah dilakukan penelitian Analisis Kinerja Filter Digital Infinite Impulse Respone(IIR) Pada
Sinyal Simulasi Ber-Noise menggunakan prototype filter Butterworth,Chebyshev1 dan
Chebyshev2 dengan metode Low Pass Filter, High Pass Filter,Band Pass Filter dan Band Stop
Filter. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ini adalah Matlab 7.8 pada sistem
operasi Windows XP.
Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa desain filter menentukan kinerja dari sebuah
filter digital melalui beberapa metode yang digunakan yaitu Low Pass Filter, High Pass Filter,
Band Pass Filter dan Band Stop Filter karena mempengaruhi output dari sinyal keluaran yang
diiginkan. Orde filter dan frekuensi cut off berpengaruh penting pada setiap kebutuhan dari
masing-masing frekuensi sinyal yang diinginkan. Jika orde filter terlalu kecil ataupun terlalu
besar maka sinyal output yang dihasilkan tidak baik. Sedangkan frekuensi cut off memberikan
intruksi batasan-batasan pada setiap pemfilteran yang dilakukan agar frekuensi dari pemfilteran
yang diinginkan terpenuhi. Pemfilteran prototype butterworth memiliki kinerja yang baik. Dari
setiap pemfilteran yang dilakukan respon magnitude filter butterworth memiliki garis smooth
(halus) pada setiap frekuensi sinyal yang diloloskan maupun frekuensi sinyal yang diredam. Hal
ini berbeda dengan yang terjadi pada filter chebyshev1 dan chebyshev2 masing-masing filter
masih memiliki kerutan pada frekuensi sinyal yang diloloskan ataupun pada frekuensi sinyal
yang diloloskan.
Kata kunci : Filter Digital,Butterworth, Chebyshev,Low Pass Filter, High Pass Filter, Band
Pass Filter, Band Stop Filter.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Analisa dari kinerja filter digital Infinite Impulse Response (IIR) pada sinyal simulasi ber-noise
dapat disimpulkan bahwa :
1.
Aplikasi program matlab sangat berperan penting pada pemrosesan sinyal yang difilter
untuk melakukan operasi pengolahan sinyal, pembangkit gelombang, menentukan desain
filter dan implementasinya.
2.
Desain filter menentukan kinerja dari sebuah filter digital melalui beberapa metode yang
digunakan yaitu Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter dan Band Stop Filter
karena mempengaruhi output dari sinyal keluaran yang diiginkan.
3.
Orde filter dan frekuensi cut off berpengaruh penting pada setiap kebutuhan dari masingmasing frekuensi sinyal yang diinginkan. Jika orde filter terlalu kecil ataupun terlalu besar
maka sinyal output yang dihasilkan tidak baik. Sedangkan frekuensi cut off memberikan
intruksi batasan-batasan pada setiap pemfilteran yang dilakukan agar frekuensi dari
pemfilteran yang diinginkan terpenuhi.
4.
Pemfilteran prototype butterworth memiliki kinerja yang baik. Dari setiap pemfilteran yang
dilakukan respon magnitude filter butterworth memiliki garis smooth (halus) pada setiap
frekuensi sinyal yang diloloskan maupun frekuensi sinyal yang diredam. Hal ini berbeda
dengan yang terjadi pada filter chebyshev1 dan chebyshev2 masing-masing filter masih
memiliki kerutan pada frekuensi sinyal yang diloloskan ataupun pada frekuensi sinyal yang
diredam.
B. Saran
Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk:
1.
Mengembangkan penelitian ini untuk aplikasi filter digital IIR pada sinyal sinyal yang lain
seperti sinyal fisis yakni sinyal suara maupun sinyal elektris dalam suatu sistem rangkaian
listrik yang ber-noise.
2.
Pemilihan metode filter harus disesuaikan kebutuhan dari frekuensi sinyal yang diinginkan.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Secara umum sinyal didefenisikan sebagai suatu besaran fisis yang merupakan fungsi waktu,
ruangan, atau beberapa variable (Tanudjaja, 2007). Informasi-informasi yang dapat diperoleh
dari suatu sinyal adalah amplutido, frekuensi, perbedaan fase, dan gangguan akibat noise. Untuk
mengamati informasi tersebut, dapat digunakan secara langsung dengan peralatan ukur
elektronik seperti osiloskop dan spektrum analisis. Peralatan tersebut bekerja dengan
memanfaatkan model matematik dari sinyal tersebut.
Informasi yang diperoleh dari suatu sinyal sering terdapat noise. Noise merupakan sinyal tidak
dikehendaki yang secara alamiah terdapat pada semua jenis sistem. Berbagai macam metode
digunakan untuk dapat mengatasi noise agar sistem dapat memberikan output yang lebih baik
kualitasnya. Maka diperlukan suatu rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengolah frekuensi
dari suatu sinyal, frekuensi tersebut akan diloloskan atau diredam disesuaikan dengan kebutuhan
yang kemudian disebut dengan filter. Berdasarkan pemrosesannya filter dibedakan atas dua bagian
yaitu filter analog dan filter digital.
Berdasarkan permasalahan yang terjadi di atas, kami menggunakan filter digital Infinite Impulse
Response (IIR) dengan metode transformasi bilinear. Penerapan perancangan filter digital IIR
menggunakan prototipe filter yaitu filter butterworth, filter chebyshev1 dan Chebyshev2. Dengan
memberikan input berupa sinyal simulasi ber-noise, diharapkan kami dapat memperoleh
perbandingan data keluaran filter digital IIR dari masing-masing prototipe filter yang nantinya bisa
digunakan untuk diaplikasikan pada sinyal yang ber-noise yang diperoleh dari suatu sistem .
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian tersebut, maka rumusan yang hendak diselesaikan adalah
bagaimana menggunakan filter digital Infinite Impulse Response (IIR) dengan metode transformasi
bilinear dan membandingkan sinyal output dari filter butterworth, filter chebyshev1 dan chebyshev2
terhadap sinyal simulasi ber-noise.
C. Batasan Masalah
Berikut beberapa batasan masalah pada penelitian ini:
a. Menggunakan filter digital Infinite Impulse Response (IIR) dengan metode transformasi
bilinear.
b. Prototipe pembanding yang digunakan adalah filter butterworth, filter chebyshev1 dan
chebyshev2 dengan metode Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter dan Band
Stop Filter.
c. Parameter yang diukur adalah sinyal simulasi beserta noise-nya dengan interval 1-4 hertz
sebagai frekuensi rendah, 5-19 hertz frekuensi medium dan 20 hertz sampai tak hingga
sebagai frekuensi tinggi. .
d. Software yang digunakan adalah MATLAB 7.8
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui kinerja filter digital IIR pada sinyal simulasi yang ber-noise.
2. Menganalisis kinerja filter digital IIR dengan cara membandingkan kerja filter dari
masing-masing prototipe yang digunakan melalui sinyal outputnya.
3. Mengaplikasikan MATLAB 7.8 sebagai bahasa pemograman pada filter digital IIR.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini :
1. Dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk melakukan penelitian selanjutnya, khususnya
pada aplikasi proses filter IIR.
2. Mengetahui kelemahan dan kelebihan kinerja filter digital IIR baik dalam desain maupun
keluarannya.
3. Memberikan informasi mengenai Filter digital IIR.
DIGITAL FILTER PERFORMANCE ANALYSIS OF INFINITE IMPULSE
RESPONE (IIR) IN SIGNAL NOISE SIMULATION
By
RIJAL AMAT WAHYUDIN
It has been done The research of The Digital Filter Performance Analysis of Infinte Impulse
Response (IIR) in Signal Noise Simulation using the prototype Butterworth filter, and
Chebyshev2 Chebyshev1 with the method of Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass
Filter and Band Stop Filter. The software used in this research is Matlab 7.8 on Windows XP
operating system.
In this research we can conclude that the design of the filter determines performance of a digital
filter through some of the methods used are Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter
and Band Stop Filter as it affects the output of the expected output signal. Filter order and cutoff
frequency have a significant influence on the individual needs of each of the desired signal
frequency. If the filter order is too low or too high, so the output filtering is not good. While the
cut-off frequency gives instructions for restrictions on any filtering is done so that the frequency
of the desired filtering fulfilled. Butterworth filtering prototype has good performance. From any
filtering done butterworth filter magnitude response has a smooth line (smooth) at each signal
frequency passed and muted. These are different from output filtering on chebyshev1 filters and
each filter chebyshev2 still have wrinkles on the frequency signal is passed or at the signal
frequency is muted.
Keywords : Filter Digital,Butterworth, Chebyshev,Low Pass Filter, High Pass Filter, Band
Pass Filter, Band Stop Filter.
ABSTRAK
ANALISIS KINERJA FILTER DIGITAL INFINITE IMPULSE
RESPONE (IIR) PADA SINYAL SIMULASI BER-NOISE
Oleh
RIJAL AMAT WAHYUDIN
Telah dilakukan penelitian Analisis Kinerja Filter Digital Infinite Impulse Respone(IIR) Pada
Sinyal Simulasi Ber-Noise menggunakan prototype filter Butterworth,Chebyshev1 dan
Chebyshev2 dengan metode Low Pass Filter, High Pass Filter,Band Pass Filter dan Band Stop
Filter. Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ini adalah Matlab 7.8 pada sistem
operasi Windows XP.
Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa desain filter menentukan kinerja dari sebuah
filter digital melalui beberapa metode yang digunakan yaitu Low Pass Filter, High Pass Filter,
Band Pass Filter dan Band Stop Filter karena mempengaruhi output dari sinyal keluaran yang
diiginkan. Orde filter dan frekuensi cut off berpengaruh penting pada setiap kebutuhan dari
masing-masing frekuensi sinyal yang diinginkan. Jika orde filter terlalu kecil ataupun terlalu
besar maka sinyal output yang dihasilkan tidak baik. Sedangkan frekuensi cut off memberikan
intruksi batasan-batasan pada setiap pemfilteran yang dilakukan agar frekuensi dari pemfilteran
yang diinginkan terpenuhi. Pemfilteran prototype butterworth memiliki kinerja yang baik. Dari
setiap pemfilteran yang dilakukan respon magnitude filter butterworth memiliki garis smooth
(halus) pada setiap frekuensi sinyal yang diloloskan maupun frekuensi sinyal yang diredam. Hal
ini berbeda dengan yang terjadi pada filter chebyshev1 dan chebyshev2 masing-masing filter
masih memiliki kerutan pada frekuensi sinyal yang diloloskan ataupun pada frekuensi sinyal
yang diloloskan.
Kata kunci : Filter Digital,Butterworth, Chebyshev,Low Pass Filter, High Pass Filter, Band
Pass Filter, Band Stop Filter.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Analisa dari kinerja filter digital Infinite Impulse Response (IIR) pada sinyal simulasi ber-noise
dapat disimpulkan bahwa :
1.
Aplikasi program matlab sangat berperan penting pada pemrosesan sinyal yang difilter
untuk melakukan operasi pengolahan sinyal, pembangkit gelombang, menentukan desain
filter dan implementasinya.
2.
Desain filter menentukan kinerja dari sebuah filter digital melalui beberapa metode yang
digunakan yaitu Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter dan Band Stop Filter
karena mempengaruhi output dari sinyal keluaran yang diiginkan.
3.
Orde filter dan frekuensi cut off berpengaruh penting pada setiap kebutuhan dari masingmasing frekuensi sinyal yang diinginkan. Jika orde filter terlalu kecil ataupun terlalu besar
maka sinyal output yang dihasilkan tidak baik. Sedangkan frekuensi cut off memberikan
intruksi batasan-batasan pada setiap pemfilteran yang dilakukan agar frekuensi dari
pemfilteran yang diinginkan terpenuhi.
4.
Pemfilteran prototype butterworth memiliki kinerja yang baik. Dari setiap pemfilteran yang
dilakukan respon magnitude filter butterworth memiliki garis smooth (halus) pada setiap
frekuensi sinyal yang diloloskan maupun frekuensi sinyal yang diredam. Hal ini berbeda
dengan yang terjadi pada filter chebyshev1 dan chebyshev2 masing-masing filter masih
memiliki kerutan pada frekuensi sinyal yang diloloskan ataupun pada frekuensi sinyal yang
diredam.
B. Saran
Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk:
1.
Mengembangkan penelitian ini untuk aplikasi filter digital IIR pada sinyal sinyal yang lain
seperti sinyal fisis yakni sinyal suara maupun sinyal elektris dalam suatu sistem rangkaian
listrik yang ber-noise.
2.
Pemilihan metode filter harus disesuaikan kebutuhan dari frekuensi sinyal yang diinginkan.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Secara umum sinyal didefenisikan sebagai suatu besaran fisis yang merupakan fungsi waktu,
ruangan, atau beberapa variable (Tanudjaja, 2007). Informasi-informasi yang dapat diperoleh
dari suatu sinyal adalah amplutido, frekuensi, perbedaan fase, dan gangguan akibat noise. Untuk
mengamati informasi tersebut, dapat digunakan secara langsung dengan peralatan ukur
elektronik seperti osiloskop dan spektrum analisis. Peralatan tersebut bekerja dengan
memanfaatkan model matematik dari sinyal tersebut.
Informasi yang diperoleh dari suatu sinyal sering terdapat noise. Noise merupakan sinyal tidak
dikehendaki yang secara alamiah terdapat pada semua jenis sistem. Berbagai macam metode
digunakan untuk dapat mengatasi noise agar sistem dapat memberikan output yang lebih baik
kualitasnya. Maka diperlukan suatu rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengolah frekuensi
dari suatu sinyal, frekuensi tersebut akan diloloskan atau diredam disesuaikan dengan kebutuhan
yang kemudian disebut dengan filter. Berdasarkan pemrosesannya filter dibedakan atas dua bagian
yaitu filter analog dan filter digital.
Berdasarkan permasalahan yang terjadi di atas, kami menggunakan filter digital Infinite Impulse
Response (IIR) dengan metode transformasi bilinear. Penerapan perancangan filter digital IIR
menggunakan prototipe filter yaitu filter butterworth, filter chebyshev1 dan Chebyshev2. Dengan
memberikan input berupa sinyal simulasi ber-noise, diharapkan kami dapat memperoleh
perbandingan data keluaran filter digital IIR dari masing-masing prototipe filter yang nantinya bisa
digunakan untuk diaplikasikan pada sinyal yang ber-noise yang diperoleh dari suatu sistem .
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian tersebut, maka rumusan yang hendak diselesaikan adalah
bagaimana menggunakan filter digital Infinite Impulse Response (IIR) dengan metode transformasi
bilinear dan membandingkan sinyal output dari filter butterworth, filter chebyshev1 dan chebyshev2
terhadap sinyal simulasi ber-noise.
C. Batasan Masalah
Berikut beberapa batasan masalah pada penelitian ini:
a. Menggunakan filter digital Infinite Impulse Response (IIR) dengan metode transformasi
bilinear.
b. Prototipe pembanding yang digunakan adalah filter butterworth, filter chebyshev1 dan
chebyshev2 dengan metode Low Pass Filter, High Pass Filter, Band Pass Filter dan Band
Stop Filter.
c. Parameter yang diukur adalah sinyal simulasi beserta noise-nya dengan interval 1-4 hertz
sebagai frekuensi rendah, 5-19 hertz frekuensi medium dan 20 hertz sampai tak hingga
sebagai frekuensi tinggi. .
d. Software yang digunakan adalah MATLAB 7.8
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui kinerja filter digital IIR pada sinyal simulasi yang ber-noise.
2. Menganalisis kinerja filter digital IIR dengan cara membandingkan kerja filter dari
masing-masing prototipe yang digunakan melalui sinyal outputnya.
3. Mengaplikasikan MATLAB 7.8 sebagai bahasa pemograman pada filter digital IIR.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini :
1. Dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk melakukan penelitian selanjutnya, khususnya
pada aplikasi proses filter IIR.
2. Mengetahui kelemahan dan kelebihan kinerja filter digital IIR baik dalam desain maupun
keluarannya.
3. Memberikan informasi mengenai Filter digital IIR.